Запорожец  Издания 

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 [ 93 ] 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 183 184 185 186 187 188 189 190 191 192 193 194 195 196 197 198 199 200 201 202 203 204 205 206 207 208 209 210 211 212 213 214 215 216 217 218 219 220 221 222 223 224 225 226 227 228 229 230 231 232 233 234 235 236 237 238 239

Увеличение допустимой силы тока через фольговый ввод может быть достигнуто путем увеличения сечения фольги и отчасти ее ширины.

Толщина фольги без нарушения вакуумной плотности ввода может быть увеличена до 40-50 мкм путем нанесения на поверхность фольги и кварца тонкой пленки переходного стекла с а« (15-18) 10- °с- улучшающей сцепление. Через плоский длинный ввод с такой фольгой можно пропускать токи до нескольких десятков ампер. Дальнейшее увеличение силы тока можно достичь только путем увеличения ширины фольги.

Для работы при силах тока от 20 до 100 А применяются цилиндрические фольговые вводы различного диаметра [7.15]. На рис. 7.15,6 показан схематически цилиндрический фольговый ввод. Он представляет собой молибденовую фольгу толщиной около 50 мкм, согнутую в виде незамкнутого цилиндра. Внутрь цилиндра вставлен полый кварцевый вкладыш цилиндрической формы (давление в полости 2-10*-2,7-10* Па, 150- 200 мм рт. ст.). Вкладыши диаметром <;6-8 мм делаются сплошными. С одного конца к цилиндру приварен электрод, а с другого - вывод. Для согласования внутреннего диаметра молибденового цилиндра с диаметром электрода на нем укрепляются втулки соответствующего диаметра из вольфрама или молибдена. В качестве материала для вывода иногда применяется сталь, что позволяет легче делать детали необходимой формы, в частности с резьбой. Собранный таким образом электрод с вводом заваривается под вакуумом в кварцевую трубку, являющуюся частью кварцевой заготовки лампы. Поверхность кварцевой трубки и вкладыша предварительно покрывается слоем переходного стекла. Цилиндрический фольговый ввод действует на том же принципе, что и плоский, но, вследствие того что поперечное сечение фольги увеличено, он допускает большие токовые нагрузки.

Принципиальным недостатком фольговых вводов является то, что тонкая молибденовая фольга не только служит вакуумным уплотнением, но и является токоведущей частью и, таким образом, ограничивает значение допустимого тока.

Эта трудность устранена в дисковых и чашечных вводах. В них молибденовая фольга, выполненная в виде диска или чашечки с острыми краями, создает вакуумное уплотнение, но не является токоведущей частью. Токоведущей частью являются вольфрамовый и молибденовые стержни, диаметр которых может быть взят достаточно большим, так что по ним Могут быть пропущены весьма большие токи. На рис. 7.15,е и г приведен схематический вид этих вводов в разрезе. Изготовление таких вводов представляет некоторые затруднения. Поэто-

они не получили распространения.



Колпачковые вводы. На рис 7.15,(3 схематически представлен вид колпачкового ввода. Вакуумно-плотное соединение металлического колпачка с колбой осуществляется при помощи пайки. Для этой цели поверхность колбы в месте спая предварительно покрывается тонким слоем металла. Такого типа колпачковые вводы позволяют осуществлять ввод весьма больших токов. Они компактны и не требуют дополнительной цоколевки, применяются главным образом в импульсных лампах с газовым наполнением и лампах в колбах из поликора. При низких рабочих температурах пайка осуществляется индием, при высоких- титаном или другими металлами с подходящими свойствами

Вводы на переходных стеклах. В этих вводах при помощи нескольких стекол с постепенно увеличивающимся коэффициентом, расширения осуществляется переход от кварцевого стекла к вольфрамовому или молибденовому стеклу, в которое произ-водится согласованный впай вольфрамового или молибденового прутка необходимого сечения. Таким образом удается осуществлять ввод на силы тока в сотни ампер. На рис. 7.15,е и ж показаны схематически конструкции подобных вводов. В вводе, изображенном на рис. 7.15,ж;, стекла работают на сжатие, что обеспечивает большую прочность. Вводы на переходных стеклах применяют преимущественно в лампах с газовым наполнением, где температура ввода не влияет на давление в лампе. Недостатками этих вводов являются относительно низкая рабочая температура, определяемая рабочей температурой стекла, невысокая механическая прочность и сложность изготовления.

Разборные вводы и лампы. В последнее время получили распространение газовые лампы разборного типа различных конструкций. Это открывает широкие возможности для создания газовых ламп на большие мощности и давления. При этом изготовление ламп в значительной мере сводится к механической сборке со всеми преимуществами этого способа. Разборные вводы дают возможность применить водяное охлаждение электродов и таким путем резко повысить мощность лампы без суще ственного увеличения размера электродов и колбы. Газонепроницаемое соединение элементов лампы достигается в этом типе ламп за счет уплотнения той или иной конструкции, а не за счет заварки металла в стекло или их спайки. На рис. 7.15,з приве-, ден эскиз подобного ввода, разработанного В. П. Сасоровым [7.15J. Для ламп с парами металлов и их соединений, работающих при высоких температурах «холодной точки», создать подобные вводы пока не удалось.

* См. гл. 19.



7.11. ТЕПЛОВОЙ РАСЧЕТ ФОЛЬГОВЫХ ВВОДОВ

Выбор размеров вводов должен производиться, исходя из их теплового режима при заданных условиях разряда и эксплуатации и из конструктивных и технологических соображений. Рассмотрим тепловой расчет фольговых вводов в кварц, работающих в стационарном и нестационарном режимах.

Стационарный режим. При стационарном режиме нагрев ввода происходит за счет прохождения тока через фолы у и за счет отвода части тепла от электрода и колбы. Охлаждение происходит за счет теплопередачи с боковой поверхности кварца в окружающую среду и теплопроводности вдоль ввода по кварцу и фольге к выводу. Излучение нагретой фольги, проходящее через кварцевое стекло без поглощения, даже при температуре фольги 750 °С составляет менее 8 % мощности ее нагрева и поэтому в первом приближении может не учитываться.

В проводившихся ранее расчетах {0.9] рассматривалась задача для бесконечно длинного ввода, что приводило к значительному завышению расчетной температуры наружного конца по сравнению с фактической. В связи с этим в ,[7.17] была решена задача теплового расчета ввода конечной длины по уточненному методу [7.6].

Для упрощения решения и сведения задачи к одномерной введем ряд допущений: 1) в условиях естественной конвекции перепад температуры по сечению ввода незначителен по сравнению с перепадом между поверхностью ввода и окружающей средой; 2) эффективный коэффициент теплопроводности ввода хэф не зависит от температуры. Значение хэф будем определять по формуле

где хф и хке - соответственно коэффициенты теплопроводности материала фольги и ввода (кварцевого стекла); 8ф и 5„в - соответственно площади поперечного сечения фольги и ввода, постоянны по длине.

При этих допущениях уравнение теплопроводности для продольного распределения температуры по вводу примет вид (см. § 7.2)

-Хэф8 idT/dx) =Qi„-Q,„,,, (7.94)

где Qi„ - мощность источников нагрева на единицу длины ввода; рюхл - мощность, отводимая с боковой поверхности ввода на единицу длины; 5 - площадь поперечного сечения ввода в точке